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公開番号2024080461
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193668
出願日2022-12-02
発明の名称トロイダルコイルの冷却構造および空気調和装置の室外機
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01F 27/22 20060101AFI20240606BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】トロイダルコイルの巻き線ばらつきおよび固定ばらつきを吸収し、接触面積を拡大させた熱的接続を実現し、低熱抵抗で放熱することができるトロイダルコイルの冷却構造およびそれを備えた空気調和装置の室外機を提供する。
【解決手段】トロイダルコイルの冷却構造100は、トロイダルコイル10と、プリント配線板9と、仕切り板8と、放熱グリス15と、押さえ部材50とを備えている。押さえ部材50は、押さえ板50aと、引っ張り紐52とを含んでいる。巻線13の張出部16bは、トロイダルコイル10が放熱グリス15に重なる方向にトロイダルコイル10を移動可能にプリント配線板9に接続されている。押さえ板50は、引っ張り紐52によって引っ張られた状態でトロイダルコイル10を放熱グリス15に押し付けるように構成されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
コアと前記コアに巻き回された巻線とを含むトロイダルコイルと、
前記トロイダルコイルが実装され、かつ表面および裏面を含むプリント配線板と、
前記プリント配線板の前記裏面に対して前記表面と反対側に配置された金属筐体と、
前記トロイダルコイルと前記金属筐体との間に配置された放熱グリスと、
前記金属筐体に支持された押さえ部材とを備え、
前記押さえ部材は、前記金属筐体とで前記トロイダルコイルを挟む押さえ板と、前記押さえ板を前記金属筐体に向けて引っ張る引っ張り紐とを含み、
前記巻線は、前記コアから張り出し、かつ前記プリント配線板の前記表面に沿って延びる張出部を含み、
前記巻線の前記張出部は、前記トロイダルコイルが前記放熱グリスに重なる方向に前記トロイダルコイルを移動可能に前記プリント配線板に接続されており、
前記押さえ板は、前記引っ張り紐によって引っ張られた状態で前記トロイダルコイルを前記放熱グリスに押し付けるように構成されている、トロイダルコイルの冷却構造。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記押さえ部材は、前記引っ張り紐を巻き取り可能な手動巻き取り部を含み、
前記手動巻き取り部は、手動で前記引っ張り紐を巻き取ることによって前記押さえ板が前記トロイダルコイルを前記放熱グリスに押し付ける力を調整するように構成されている、請求項１に記載のトロイダルコイルの冷却構造。
【請求項３】
前記押さえ部材は、前記引っ張り紐を巻き取り可能な電動巻き取り部を含み、
前記電動巻き取り部は、電動で前記引っ張り紐を巻き取ることによって前記押さえ板が前記トロイダルコイルを前記放熱グリスに押し付ける力を調整するように構成されている、請求項１に記載のトロイダルコイルの冷却構造。
【請求項４】
前記押さえ部材は、前記トロイダルコイルの温度を測定可能な熱電対を含み、
前記電動巻き取り部は、前記熱電対が測定した温度に基づいて前記引っ張り紐を巻き取る強度を変化させるように構成されている、請求項３に記載のトロイダルコイルの冷却構造。
【請求項５】
前記押さえ部材は、前記トロイダルコイルの両端電圧を検知可能な制御回路を含み、
前記電動巻き取り部は、前記制御回路が検知した両端電圧に基づいて前記引っ張り紐を巻き取る強度を変化させるように構成されている、請求項３に記載のトロイダルコイルの冷却構造。
【請求項６】
前記押さえ部材は、前記トロイダルコイルを押す圧力を測定可能な圧力センサーを含み、
前記電動巻き取り部は、前記圧力センサーが測定した圧力に基づいて前記引っ張り紐を巻き取る強度を変化させるように構成されている、請求項３に記載のトロイダルコイルの冷却構造。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載のトロイダルコイルの冷却構造を備えた空気調和装置の室外機であって、
前記室外機は、送風するための室外機ファンが配置された送風機室と、前記プリント配線板が配置された機械室と、前記送風機室と前記機械室とを隔てる仕切り板とを備え、
前記室外機の前記仕切り板は、前記金属筐体である、空気調和装置の室外機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トロイダルコイルの冷却構造および空気調和装置の室外機に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、トロイダルコイルの冷却構造が知られている。たとえば、特開２０２０－１８８１３１号公報（特許文献１）には、トロイダルコイルの冷却構造が記載されている。この公報では、トロイダルコイルにおけるコイルカバーの開口部側に位置する部位が筐体に熱的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１８８１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トロイダルコイルの巻線はコアに金属線を巻く際、巻き方、巻き始めや巻き終わりなどの状況により巻線高さにばらつきが発生する。特に空気調和装置の室外機のような使用電流の大きいパワーエレクトロニクス機器では、トロイダルコイルの巻線の温度上昇を抑えるため、巻線に太い金属線が使用される。金属線が太い場合、塑性加工の必要曲げ圧力が大きくなり、ばらつきはより大きくなる。さらにトロイダルコイルでは巻線の配線端がプリント配線板のスルーホールに挿入されはんだにより固定されるがこの際に取り付け高さのばらつきが生じる。
【０００５】
上記公報では、トロイダルコイルとコイルカバーに隙間が設けられ、高さのばらつきが吸収されているが、隙間と反対側である筐体側ではトロイダルコイルは熱伝導シートに熱的に接続されているのみである。熱伝導シートはトロイダルコイルの巻線の最も外側の面のみに熱的に接続されているため、接触面積が小さく熱抵抗が大きい。
【０００６】
さらにトロイダルコイルの巻線高さのばらつきと取り付け高さのばらつきを吸収するためには放熱シートは厚くなければならない。一般的な放熱シートは柔軟性のある樹脂と熱伝導性のあるフィラーで構成されるが、圧縮できる寸法には限界があり圧縮できる寸法は一般的には３０％程度であると言われている。例えば１ｍｍの厚さの放熱シートでは圧縮できる寸法は０．３ｍｍ程度であり、ばらつきが１ｍｍの場合には３ｍｍ程度の放熱シートの厚さが必要となる。熱抵抗は接触面積と熱伝導率に反比例し厚さに比例するため厚くなるとさらに熱抵抗が大きくなる。
【０００７】
本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トロイダルコイルの巻き線ばらつきおよび固定ばらつきを吸収し、接触面積を拡大させた熱的接続を実現し、低熱抵抗で放熱することができるトロイダルコイルの冷却構造およびそれを備えた空気調和装置の室外機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のトロイダルコイルの冷却構造は、トロイダルコイルと、プリント配線板と、金属筐体と、放熱グリスと、押さえ部材とを備えている。トロイダルコイルは、コアとコアに巻き回された巻線とを含んでいる。プリント配線板は、トロイダルコイルが実装され、かつ表面および裏面を含んでいる。金属筐体は、プリント配線板の裏面に対して表面と反対側に配置されている。放熱グリスは、トロイダルコイルと金属筐体との間に配置されている。押さえ部材は、金属筐体に支持されている。押さえ部材は、金属筐体とでトロイダルコイルを挟む押さえ板と、押さえ板を金属筐体に向けて引っ張る引っ張り紐とを含んでいる。巻線は、コアから張り出し、かつプリント配線板の表面に沿って延びる張出部を含んでいる。巻線の張出部は、トロイダルコイルが放熱グリスに重なる方向にトロイダルコイルを移動可能にプリント配線板に接続されている。押さえ板は、引っ張り紐によって引っ張られた状態でトロイダルコイルを放熱グリスに押し付けるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本開示のトロイダルコイルの冷却構造によれば、トロイダルコイルの巻き線ばらつきおよび固定ばらつきを吸収し、接触面積を拡大させた熱的接続を実現し、低熱抵抗で放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る空気調和装置の室外機を正面側から示す模式図である。
実施の形態１に係る空気調和装置の室外機を平面側から示す模式図である。
実施の形態１に係るトロイダルコイルの概略上面図である図３Ａおよび概略側面図である図３Ｂである。
実施の形態１に係るトロイダルコイルの冷却構造を示す概略断面図である。
実施の形態２に係るトロイダルコイルの冷却構造を示す概略断面図である。
実施の形態３に係るトロイダルコイルの冷却構造を示す概略断面図である。
実施の形態３に係るトロイダルコイルの冷却構造の第１変形例を示す概略断面図である。
実施の形態３に係るトロイダルコイルの冷却構造の第２変形例示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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